DE3108924C2 - Method and device for the chromatographic separation and quantitative analysis of ions - Google Patents
Method and device for the chromatographic separation and quantitative analysis of ionsInfo
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Abstract
Verfahren und Einrichtung zur chromatographischen Trennung und quantitativen Analyse von Ionen gleicher Ladungen in einer Probe, z.B. von Kationen oder Anionen. Zur Analyse der anorganischen Anionen werden die Probe und ein Eluationsmittel auf eine Säule mit einem hydrophoben porösen chromatographischen Trennmedium (organisches Harz oder gebundende Phase) mit einem großen Oberflächenbereich und ohne permanent anhaftende Ionenaustauschstellen geleitet. Das Eluationsmittel (eine polare mobile Flüssigkeit) umfaßt ein organisches Kation, welches reversibel an dem Harz gebunden ist und Ionenaustauschstellen schafft, welche die Anionen zur chromatographischen Auftrennung unterschiedlich verzögern. Das Eluationsmittel umfaßt ferner ein Entwicklungsreagens der gleichen Ladung, wie das zu analysierende Ion. Das Eluationsmittel einschließlich der getrennten Anionen wird sodann durch ein Ionenaustauscherharz geführt, welches den Durchgang des Gegenions und dessen Co-Ions in ionischer Form ausschließt und sodann durch eine Leitfähigkeitszelle zur quantitativen Erfassung. Anorganische Kationen können in analoger Weise erfaßt werden. Das System kann auch für die Analyse weitgehend organischer Kationen oder Anionen (z.B. von oberflächenaktiven Stoffen) eingesetzt werden. In diesem Falle wird das interessierende organische Ion schon durch das poröse chromatographische Trennmedium stark angezogen und somit kann das Gegenion ein anorganisches Ion sein.Process and device for the chromatographic separation and quantitative analysis of ions with the same charge in a sample, e.g. of cations or anions. To analyze the inorganic anions, the sample and an eluent are passed onto a column with a hydrophobic, porous chromatographic separation medium (organic resin or bonded phase) with a large surface area and without permanently adhering ion exchange sites. The eluant (a polar mobile liquid) comprises an organic cation which is reversibly bound to the resin and creates ion exchange sites which differentially delay the anions for chromatographic separation. The eluant also includes a developing reagent of the same charge as the ion to be analyzed. The eluant including the separated anions is then passed through an ion exchange resin, which excludes the passage of the counterion and its co-ions in ionic form, and then through a conductivity cell for quantitative detection. Inorganic cations can be detected in a similar way. The system can also be used for the analysis of largely organic cations or anions (e.g. of surface-active substances). In this case, the organic ion of interest is already strongly attracted by the porous chromatographic separation medium and thus the counterion can be an inorganic ion.
Description
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polare mobile Flüssigkeitsphase eine im wesentlichen nichtionische, organische polare Verbindung in einer Menge aufweist, mit der die Verzögerungszeit der Ionen in dem Bett kontrolliert werden kann.2. The method according to claim 1, characterized in that the polar mobile liquid phase a substantially nonionic, organic polar compound in an amount with which the Delay time of the ions in the bed can be controlled.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polare mobile Flüssigkeitsphase ein Entwicklungsreage;-,i einschließlich eines anorganischen Entwickljngsions der gleichen Ladung wie die Ionen in einer Me ige enthält, mit der die Verzögerungszeit der Ionen in dem Bett kontrolliert werden kann, wobei das Entwicklungsion und sein Co-Ion vom Durchgang durch die zweite Säule in ionischer Form ausgeschlossen sind.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the polar mobile liquid phase is a development reagent; -, i including one contains inorganic development ions of the same charge as the ions in a mixture with the the delay time of the ions in the bed can be controlled, the development ion and its co-ion are excluded from passage through the second column in ionic form.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das chromatographische Harz einen Oberflächenbereich von mindestens 100 mJ/g aufweist.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the chromatographic resin has a surface area of at least 100 mJ / g.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das chromatographische Harz einen Löslichkeits-Parameter im Bereich zwischen etwa 7,5 und 15,0 aufweist.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the chromatographic Resin has a solubility parameter ranging between about 7.5 and 15.0.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Co-Ion des Gegenions ein Hydroxid, Borat oder Carbonat ist.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the Co ion of the counterion is a hydroxide, borate or carbonate.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Säule eine Kationenaustauschersäule in der Wasserstofform ist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the second column is a Cation exchange column is in the hydrogen form.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Anionen anorganische Anionen eingesetzt werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the anions are inorganic Anions are used.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenion ein Alkylammoniumion verwendet wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that an alkylammonium ion as the counterion is used.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Co-Ion des Gegenions Wasserstoff verwendet wird.10. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that as a co-ion of the counterion Hydrogen is used.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Säule eine Kationenaustauscher-Säule in der Hydroxid-Form eingesetzt wird.11. The method according to claim 10, characterized in that that a cation exchange column in the hydroxide form is used as the second column.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das chromatographische Bett aus einem organischen Harz besteht.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the chromatographic bed consists of an organic resin.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein chromatographisches Bett verwendet wird, welches Kohlenwasserstoffketten, gebunden an ein Substrat, enthält13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a chromatographic Bed is used which contains hydrocarbon chains attached to a substrate
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Siliziumdioxid enthält.14. The method according to claim 13, characterized in that the substrate contains silicon dioxide.
15. Vorrichtung zur chromatographischen Trennung und quantitativen Analyse von Ionen in einer polaren mobilen Flüssigkeitsphase, enthaltend ein übliches Gegenion für die Ionen, gekennzeichnet durch15. Device for chromatographic separation and quantitative analysis of ions in one polar mobile liquid phase, containing a common counterion for the ions, characterized by
a) eine erste Säule mit einem porösen, hydrophoben chromatographischen Bett ohne permanent anhaftende Ionenaustauschstellen, wobei das Bett Kohlenwasserstoffketten enthält, die in der Lage sind, reversible Adsorptionsbindungen mit organischen Komponenten in der polaren mobilen Flüssigkeitsphase auszubilden,a) a first column with a porous, hydrophobic chromatographic bed without permanent adherent ion exchange sites, the bed containing hydrocarbon chains which are present in the Are capable of reversible adsorption bonds with organic components in the polar mobile To form liquid phase,
b) eine zweite Säule mit einem Ionenaustauscherharz-Bett undb) a second column with an ion exchange resin bed and
c) eine Einrichtung zur Leitfähigkeitsmessung und eine daran angeschlossene Ablesevorrichtung, wobei die Leitfähigkeitsmeßeinrichtung mindestens eine Durchfluß-Leitfähigkeitszelle umfaßt. c) a device for measuring conductivity and a reading device connected to it, wherein the conductivity measuring device comprises at least one flow conductivity cell.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat dar ersten Säule Siliziumdioxid enthält16. Device according to claim 15, characterized in that that the substrate in the first column contains silicon dioxide
17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das chromatographische Bett aus einem organischen Harz besteht17. Device according to claim 15, characterized in that the chromatographic bed consists of an organic resin
Die Erfindung betrifft die quantitative Analyse von Anionen oder Kationen in einem einzigen System (wie aus dem Oberbegriff von Anspruch 15 ersichtlich). Die Umkehrphasen-Chromatographie (RPLC) ist weit verbreitet als eine Art der Trennung in der Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC). In der RPLC ist die mobile Phase polarer als die stationäre Phase, während in der herkömmlichen Chromatographie, wo die Vorentwicklung der RPLC durchgeführt wurde, die Verhältnisse umgekehrt sind. An Siliziumdioxid-Substraten haftende chemisch gebundene Kohlenwasserstoffketten (Alkylreste) sind eine übliche Form der stationären Phase. Die Art der Bildung derartiger stationärer Phasen und geeignete Techniken zur Durchführung der RPLC sind z. B. von N. H. C. Cooke und K. Olsen. Am. Lab., 45 (August 1979), beschrieben. Umkehrphasen-Ionenpaarchromatographie (Reversed Phase Ion Pair Chromatography) hat eine hinreichende Beliebtheit gewonnen. Bei dieser Technik wird der mobilen Phase ein Salz zugesetzt, um die chromatographischen Eigenschaften zu verbessern. Während hinsichtlich der Theorie der Trennung unterschiedliche Ansichten bestehen, werden die dort beschriebenen experimentellen Techniken allgemein angewendet Insbesondere wird die Probe in eine wässerige polare mobile Phase geführt, welche üblicherweise einen niederen Alkohol, Acetonitril oder ein anderes mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel enthält, zusammen mit einem Gegenion, welches bei der Analyse von Anionen typischerweise das Tetrabutylammoniumion (TBA) ist. Nach einer Theorie werden hydrophobe Ionenpaare ge-The invention relates to the quantitative analysis of anions or cations in a single system (such as apparent from the preamble of claim 15). the Reverse phase chromatography (RPLC) is widely used as a type of separation in high performance liquid chromatography (HPLC). In the RPLC, the mobile phase is more polar than the stationary phase while in conventional chromatography, where the predevelopment of the RPLC was carried out, the Conditions are reversed. Chemically bound hydrocarbon chains adhering to silicon dioxide substrates (Alkyl radicals) are a common form of the stationary phase. The nature of the formation of such stationary Phases and suitable techniques for performing the RPLC are e.g. B. by N. H. C. Cooke and K. Olsen. At the. Lab., 45 (August 1979). Reverse phase ion pair chromatography (Reversed Phase Ion Pair Chromatography) is popular enough won. In this technique, a salt is added to the mobile phase to improve the chromatographic Properties to improve. While opinions differ on the theory of separation, the experimental techniques described therein are generally applied, in particular the sample passed into an aqueous polar mobile phase, which is usually a lower alcohol, Contains acetonitrile or other water-miscible organic solvent, along with a Counterion, which is typically the tetrabutylammonium ion (TBA) when analyzing anions. According to one theory, hydrophobic ion pairs are
bildet, welche relativ unpolar sind und so durch die Säule unterschiedlich verzögert werden. Nach einer anderen Theorie wird das Gegenion, beispielsweise TBA, an der Oberfläche absorbiert und bildet eine reversible Ionenaustauschstelle auf der stationären Phase. Diese Technik wird hauptsächlich für die chromatographische Trennung und Analyse organischer Säuren und Basen angewendet Im allgemeinen werden die üblichen HPLC-Detektoren verwendet, z. B. Ultraviolett-, Fluoreszenz- und Bi3chungsindex-{Ri)-Detektoren. Jedoch sind diese typischen Nachweis-Techniken für die Analyse der durch RPLC getrennten anorganischen Substanzen ungeeignet Außerdem sind sie gegenüber nicht chromophoren organischen Molekülen mit niedrigem pKa- oder pKb-Wert, wie oberflächenaktiven Mitteln, relativ unempfindlich.forms, which are relatively non-polar and are thus delayed differently by the column. According to another theory, the counterion, for example TBA, is absorbed on the surface and forms a reversible ion exchange site on the stationary phase. This technique is mainly used for the chromatographic separation and analysis of organic acids and bases. In general, the usual HPLC detectors are used, e.g. B. Ultraviolet, fluorescence, and refractive index (Ri) detectors. However, these typical detection techniques are unsuitable for the analysis of the inorganic substances separated by RPLC. In addition, they are relatively insensitive to non-chromophoric organic molecules with low pK a or pK b, such as surfactants.
In der US-PS 40 42 327 wird eine Umkehrphasen-Ionenpaarchromatographie unter Verwendung einer Füllung mit gebundener Phase beschrieben. Die zu analysierenden Spezies sind im allgemeinen auf organische Verbindungen beschränkt Die Füllung ist bei hohen und niedrigen pH-Niveaus instabil und läßt sich deshalb nur zur Analyse von anorganischen Anionen Lew. Kationen verwenden.In US-PS 40 42 327 a reverse phase ion pair chromatography is using a bonded phase fill. The ones to be analyzed Species are generally limited to organic compounds The filling is at high and low pH levels unstable and can therefore only be used for the analysis of inorganic anions Lew. Cations use.
In einer neueren Veröffentlichung von F. F. Cantwell und S. Puoh, Anal. Chenu 51, Nr. 5 (Mai 1977), S. 623, wurde die Verwendung eines nicht-ionischen makroporigen Harzes (ein Copolymer aus Styrol und Divinylbenzol, welches unter dem Warenzeichen Amberlite XAD-2 vertrieben wird) als stationäre Phase für die RPLC beschrieben. Ein bedeutender Vorteil der Verwendung dieses Harzes liegt in seiner Stabilität bei extremen pH-Bereichen im Gegensatz zu einer stationären Phase auf Siliziumdioxid-Basis. Jedcch weisen die herkömmlichen Bestimmungs-Techniken, wie sie zuvor beschrieben wurden, die gleichen Nachteile auf.In a recent publication by F. F. Cantwell and S. Puoh, Anal. Chenu 51, No. 5 (May 1977), p. 623, the use of a non-ionic macroporous resin (a copolymer of styrene and divinylbenzene, which is sold under the trademark Amberlite XAD-2) as the stationary phase for the RPLC described. A significant advantage of using this resin is its stability at extremes pH ranges in contrast to a stationary phase based on silicon dioxide. Everybody wise them conventional determination techniques as described above suffer from the same disadvantages.
Ein anderes chromatographisches System, welches als Ion-Chromatographie bezeichnet wird, wurde zur quantitativen Bestimmung von organischen und/oder anorganischen Anionen und/oder Kationen in wässerigen Proben-Lösungen verwendet. Nach dieser Technik wird die chromatographische Trennung an einer oder mehreren Säulen mit Ionenaustausch-Trennharz niedriger Kapazität durchgeführt. Sodann wird das Eluationsmittel durch eine Sperrsäule mit einem Ionenaustauscherharz hoher Kapazität geführt, welches das Eluationsmittel aus einer leitenden Form in eine nichtleitende Form überführt und damit die Hintergrund-Leitfähigkeit des chromalographischen Systems verringert. Die zu analysierenden Ionen werden aus der Sperrsäule eluiert und bilden hochleitende Ionen, die durch eine Leitfähigkeitszelle geführt werden und durch ihre Leitfähigkeit quantitativ bestimmt werden. Diese Technik ist für Ionen gut geeignet, welche aus der Sperrsäule in einer Form eluiert werden, die eine Dissoziations-Konstante mit einem Wert von mehr als 10" Ί aufweist. Moleküle mit geringeren Dissoziations-Konstanten sind durch die Leitfähigkeit bei chromatographischen Konzentrationsbereichen nicht bestimmbar.Another chromatographic system, which is referred to as ion chromatography, was used for the quantitative determination of organic and / or inorganic anions and / or cations in aqueous sample solutions. According to this technique, the chromatographic separation is carried out on one or more columns with low capacity ion exchange resin. The eluant is then passed through a barrier column with a high capacity ion exchange resin, which converts the eluant from a conductive form to a non-conductive form and thus reduces the background conductivity of the chromalographic system. The ions to be analyzed are eluted from the barrier column and form highly conductive ions, which are passed through a conductivity cell and are quantitatively determined by their conductivity. This technique is well suited for ions which are eluted from the barrier column in a form which has a dissociation constant with a value of more than 10 " Ί . Molecules with lower dissociation constants cannot be determined due to the conductivity at chromatographic concentration ranges.
Eine Begrenzung der Ionenchromatographie besteht darin, daß das Trennhar? ein herkömmliches permanent jonenaustauschstellen enthaltendes Harz sein muß. Dies legt grundsätzlich sowohl die Ionenaustauschkapazität und die Selektivität der Trennkolonne fest, da die Ionenaustauscher-Gruppen chemisch an das Substrat-Harz gebunden sind. Somii erfordert bei einer vorgegebenen Säule und einem vorgegebenen Harz eine Modifizierung der chromatograph'ischen Trennung eine chemische Modifizierung des Harzes, wie die Änderung der Ionenaustausch-Gruppen durch Einsatz eines unterschiedlichen Harz-Typs. Das ist ein zeitraubendes und teures Verfahren. Die Kapazität des Trennharzes muß gering sein, so daß Eluationsmittel mit relativ geringer Ionenstärke eingesetzt werden können, um die Lebensdauer der Sperrsäule zu maximieren. Die Trennung von hochionisierten Ionen gemäß dieser Technik ist beispielsweise in der US-PS 39 20 397 beschrieben.One limitation of ion chromatography is that the separating resin a conventional permanent must be resin containing ion exchange sites. This basically sets both the ion exchange capacity and the selectivity of the separating column is fixed, since the ion exchange groups are chemically attached to the substrate resin are bound. Somii requires at a given Column and a given resin a modification of the chromatographic separation a chemical Modification of the resin, such as changing the ion exchange groups by using a different one Resin type. This is a time consuming and expensive process. The capacity of the release resin must be small, so that eluents with relatively low ionic strength can be used to increase the service life to maximize the barrier pillar. The separation of highly ionized ions according to this technique is for example in US-PS 39 20 397 described.
ίο Aufgabe der Erfindung ist es, die besten Eigenschaften der zuvor erwähnten bekannten Umkehrphasen-Ionenpaarchromatographie und der Ionenchromatographie zu kombinieren. Diese Aufgabe wird wie aus den vorstehenden Ansprüchen ersichtlich gelöstίο The object of the invention is to find the best properties the aforementioned known reverse phase ion pair chromatography and ion chromatography. This object is achieved as can be seen from the preceding claims
Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Ionenchromatographie-Technik zu schaffen, nach welcher die chromatographische Selektivität und die chromatographische Kapazität lediglich durch Änderungen in der Zusammensetzung des Eluationsmitiels und der Konzentration variiert werden können.In particular, it is an object of the invention to provide an ion chromatography technique according to which the chromatographic selectivity and the chromatographic capacity merely by changes can be varied in the composition of the eluant and the concentration.
Diese überlegene chromatographi7"he Trenn-Technologie sollte mit dem überlegener: Errattlungs-System der Ionenchromatographie kombiniert werden, wodurch die hochselektive und empfindliche Ermittlung und quantitative Bestimmung von Ionen mit niedrigen pKa- oder pKt,-Werten erleichtert wird. Es sollte ferner eine Optimierung der Ionentrennung über einen großen Selektivitäts-Bereich durch derartige Eluationsmittel-Änderungen ohne schnellen Verbrauch der Sperrsäule geschaffen werden.This superior chromatographic separation technology should be combined with the superior: Errattlungs-System of ion chromatography, whereby the highly selective and sensitive determination and quantitative determination of ions with low pK a - or pKt, -values is facilitated. Optimization should also be facilitated the ion separation over a large selectivity range can be created by such changes in the eluant without rapid consumption of the barrier column.
Es sollte schließlich eine Technik zur Trennung und Ermiulung großer organischer Ionen geboten werden,
die mit der herkömmlichen Ionenchromatographie schwierig durchzuführen sind und für welche die Ermittlungsgrenzen
der herkömmlichen Umkehrphasen-Ionenpaarchromatographie unter Verwendung von Ultraviolett-
oder Brechungsindex-Detektoren nicht geeignet ist. Insbesondere sollte ein poröses, hydrophobes
chromatographisches Harz, welches gegenüber e-itrem hohen pH-Niveaus stabil ist und somit für den ausgedehnten
chromatographischen Betrieb von anorganische .i Anionen ohne Zerstörung geeignet ist, als stationäre
Phase einsetzbar sein.
Eine mögliche Interpretation der Vorgänge folgt. Danach bilden, anstelle, daß das Gegenion der Austauschstellen
bildenden Verbindung eine reversibel absorbierte Ionenaustauschsteile bildet, das Gegenion und die
Ionen reversible Ionenpaare, die auf dem chromatographischen Bett reversibel absorbiert sind und eine unterschiedliche
Verzögerung und chromatographische Auflösung bewirken. Danach werden die getrennten Ionen
durch die Sperrsäule und die Leitfähigkeitszelle geleitet. Diese Theorie erklärt am besten die Trennung von Organismen Molekülen mit langen Ketten, wie beispiels-
weise von oberflächenaktiven Stoffen, welche die primären Adsorptior.rbindungen der Ionenpaare bilden.
Tatsächlich sind anorganische Gegenionen bevorzugt bei der Analyse derartiger organischer Ionen, um die
Desorption von der Säule in einer angemessenen Zeit zu erlauben.Finally, there should be provided a technique for separating and detecting large organic ions which are difficult to perform with conventional ion chromatography and for which the detection limits of conventional reverse phase ion pair chromatography using ultraviolet or refractive index detectors are not suitable. In particular, it should be possible to use a porous, hydrophobic chromatographic resin, which is stable to extremely high pH levels and is therefore suitable for the extended chromatographic operation of inorganic anions without destruction, as the stationary phase.
A possible interpretation of the events follows. Thereafter, instead of the counterion of the exchange site forming compound forming reversibly absorbed ion exchange moieties, the counterion and the ions form reversible ion pairs which are reversibly absorbed on the chromatographic bed and cause different delay and chromatographic resolution. The separated ions are then passed through the barrier column and the conductivity cell. This theory best explains the separation of organism molecules with long chains, such as surface-active substances, which form the primary adsorptive bonds of the ion pairs. Indeed, inorganic counterions are preferred in the analysis of such organic ions to allow desorption from the column in a reasonable time.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer vereinfachten erfindungsgemäßen Einrichtung;Fig. 1 shows a schematic representation of a simplified device according to the invention;
Fig.2 bis 6 zeigen Chromatogramme, welche die Auftrennung von unterschiedlichen Ionen nach der erfindungsgemäßen Technik darstellen. "FIGS. 2 to 6 show chromatograms showing the Represent separation of different ions according to the technique according to the invention. "
Das erfindungsgemäße System ist sehr vielseitig und kann zur Ermittlung einer großen Anzahl starker und/ oder schwacher organischer und/oder anorganischerThe system according to the invention is very versatile and can be used to determine a large number of strong and / or weak organic and / or inorganic
Ionen eingesetzt werden, solange diese zu bestimmenden Ionen lediglich kationischer oder anionischer Natur sind. Derartige Ionen sind üblicherweise mit Gegenionen assoziiert, jedoch können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich Ionen einer gemeinsamen Ladung bestimmt werden. Geeignete Proben umfassen Oberflächenwasser einschließlich Salzwasser und andere Flüssigkeiten, wie industrielle chemische Abwasserströme, Körperflüssigkeiten, wie Serum und Urin, Getränke, wie Fruchtsäfte und Weine, und Trinkwasser. Covalente molekulare Verbindungen, wie Amine, die durch Bildung von Säuresalzen in eine ionische Form überführbar sind, sind erfindungsgemäB ebenfalls analysierbar. Der hier verwendete Begriff »Ionen« umfaßt Ionen und Teile von Molekülen, welche unter den Bedingungen des vorliegenden Verfahrens ionisierbar sind.Ions are used as long as these ions to be determined are only of a cationic or anionic nature are. Such ions are usually associated with counterions, but according to the invention Method only ions of a common charge can be determined. Suitable samples include Surface water, including salt water and other liquids, such as industrial chemical wastewater streams, Body fluids such as serum and urine, beverages such as fruit juices and wines, and drinking water. Covalent molecular compounds, such as amines, are converted into an ionic form by the formation of acid salts are transferable, can also be analyzed according to the invention. The term "ions" used here includes Ions and parts of molecules which are ionizable under the conditions of the present process are.
F i g. 1 zeigt eine vereinfachte Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgernäßen Verfahrens. Die Probe wird zweckmäßigerweise mittels einer Spritze (nicht dargestellt) beim Proben-Injektionsventil 10 in das System eingebracht. Die Probe wird mittels eines Eluationsmittels durch das System gefördert vom Vorratsbehälter 11 durch eine Pumpe 12, welche danach in die chromatographische Trennsäule 13 eines weiter unten beschriebenen Typs führt. Das Eluationsmittel aus Kolonne 13 durchläuft die Sperrsäule 14, in welcher Ionen mit den zu analysierenden Ionen entgegengesetzter Ladung im wesentlichen vom Durchlauf in ionischer Form ausgeschlossen sind. Typischerweise wird dieses durch Abziehen dieser Ionen bewirkt. Sodann fließt das Eluationsmittel durch eine Flüssigkeitsleitung zur Leitfähigkeitszelle 15. Das elektrische Signal, welches an der Zelle 15 abgegeben wird, in der die Fluktuation der ionischen Konzentration ein elektrisches Signal erzeugt, welches proportional zur Menge des ionischen Materials ist, welches durch ein Leitfähigkeits-Meßgerät 16 registriert wird, wird auf die Registrier-Emrichtung 17 gegeben, die eine sichtbare Ablesung für das Signal von der Leitfähigkeitszelle 15 schafft. Nach Durchlauf durch die Leitfähigkeitszelle wird die Flüssigkeit verworfen.F i g. 1 shows a simplified device for carrying out the method according to the invention. The sample is expediently introduced into the system by means of a syringe (not shown) at the sample injection valve 10 brought in. The sample is conveyed through the system from the storage container by means of an eluant 11 by a pump 12, which is then inserted into the chromatographic separation column 13 of a further below the type described. The eluant from column 13 passes through the barrier column 14, in which ions with the ions to be analyzed of opposite charge, essentially from the passage in ionic form excluded are. Typically this is accomplished by withdrawing these ions. The eluent then flows through a liquid line to the conductivity cell 15. The electrical signal that is sent to the cell 15, in which the fluctuation of the ionic concentration generates an electrical signal, which is proportional to the amount of ionic material measured by a conductivity meter 16 is registered, the registration device 17 which provides a visual reading for the signal from the conductivity cell 15. After going through the conductivity cell, the liquid is discarded.
Die Art der Trennung in Säule 13 kann durch zwei unterschiedliche theoretische Mechanismen erklärt werden, die hier als »Ionenpaar-Theorie« und »Theorie des reversiblen Ionenaustausches« bezeichnet werden. Unabhängig von der vorherrschenden Theorie verwendet das System eine mobile polare Phase, welche in ihrem Charakter polarer als die stationäre Phase ist die ein Gegenion trägt, welches mit den zu bestimmenden Ionen in Wechselwirkung steht. Diese Art eines Systems wird allgemein ah ein »Umkehrphasen-Verfahren« bezeichnet. Im Anfangsstadium der Arbeit mit Umkehrphasen wurde die lonenpaar-Theorie (wie sie in dem zuvor erwähnten Artikel von Cooke und Olsen beschrieben wird) als anwendbar angesehen, während einige jüngere Veröffentlichungen der anderen Theorie den Vorzug geben, welche nachfolgend näher erläutert wird. Die Erfindung kann nach einer der beiden oder nach beiden Theorien erklärt werden und die Kombination der Verwendung des Umkehrphasen-Verfahrens zur chromatographischen Trennung zusammen mit der Ionenchromatographie-Technik zu quantitativen Bestimmung der getrennten Ionen bildet einen wesentlichen Aspekt der Erfindung.The nature of the separation in column 13 can be explained by two different theoretical mechanisms which are referred to here as "ion pair theory" and "theory of reversible ion exchange". Regardless of the prevailing theory, the system uses a mobile polar phase, which in its character is more polar than the stationary phase which carries a counterion, which with the to be determined Ions interacts. This type of system is commonly referred to as a "reverse phase process." In the early stages of the work with reversed phases, the ion-pair theory (as described in the previously mentioned article described by Cooke and Olsen) is considered applicable, while some more recent publications give preference to the other theory, which is explained in more detail below will. The invention can be explained according to either or both theories and the combination the use of the reverse phase method for chromatographic separation together with the Ion chromatography technique for quantitative determination the separated ions forms an essential aspect of the invention.
Das Verfahren wird zunächst in Obereinstimmung mit der Trennungstheorie über reversiblen Ionenaustausch beschrieben. Zur Einfachheit der Beschreibung werden zunächst anorganische Anionen in der Probe beschrieben, die getrennt und quantitativ in dem System bestimmt werden sollen. Das Eluationsmittel in dem Vorratsbehälter 11, welches die mobile polare Phase für die Probe bildet, enthält eine Ionenaustauschsteilen bildende Verbindung. Diese Verbindung umfaßt ein Gegenion mit einer zu bestimmenden den Ionen entgegengesetzten Ladung und ein Co-Ion einer den Ionen gleichen Ladung. (Nachfolgend weist der Begriff »Gegenion« in Alleinstellung auf das letztgenannte Gegenion hin, und der Begriff »Co-Ion« allein weist auf das Co-Ion des Gegenions hin.) Ein poröses hydrophobes chromatographisches Bett mit im wesentlichen keinen permanent anhaftenden Ionenaustauschstellen ist in der Trennsäule 13 enthalten. Das ist zu unterscheiden von einem herkömmlichen Ionenaustauscherharz, in welchem die Ionenaustauschstellen durch kovalente Bindung an das Harzsubstrat permanent anhaften.The process is initially in agreement with the separation theory via reversible ion exchange described. For simplicity of description, inorganic anions are first mentioned in the sample which are to be determined separately and quantitatively in the system. The eluent in the Reservoir 11, which the mobile polar phase for forms the sample contains an ion exchange moiety forming compound. This compound includes a counterion with a charge opposite to the ions to be determined and a Co-ion one which is identical to the ions Charge. (In the following, the term “counterion” refers to the last-mentioned counterion on its own and the term "co-ion" alone indicates the co-ion of the counterion.) A porous hydrophobic chromatographic Bed with essentially no permanently adhered ion exchange sites is in the Separating column 13 included. This is to be distinguished from a conventional ion exchange resin, in which the ion exchange sites adhere permanently to the resin substrate by covalent bonding.
Gemäß der Theorie des reversiblen Ionenaustausches ist das Gegenion von einer Art, welche reversible Adsorptionsbindungen in situ in dem chromatographischen Bett bildet und so Ionenaustauschstellen darin schafft. Auf diese Weise werden die zu trennenden Ionen unterschiedlich verzögert durch die so gebildeten Ionenaustauschstellen und werden chromatographisch in dem Eluationsmittel von diesem Bett getrennt. Die anorganischen Anionen, auf welche die vorliegende Technik angewendet werden kann, umfassen im wesentlichen alle Typen von den schwach bis stark auf dem chromatographischen Bett festgehaltenen Spezies. Beispielsweise können die folgenden Anionen getrennt werden: Fluorid, Chlorid, Nitrit, Nitrat, Chlorat, Perchlorat, Bromid, Bromat, Jodid, Jodat, Sulfat, Thiosulfat, Persulfat, Pyrosulfat, Phosphat, Pyrophosphat, Azid. Cyanid, Ferricyanid und Thiocyanat.According to the theory of reversible ion exchange, the counterion is of a type that has reversible adsorption bonds forms in situ in the chromatographic bed, thus creating ion exchange sites therein. In this way, the ions to be separated are delayed differently by the ion exchange points formed in this way and are separated from this bed by chromatography in the eluent. The inorganic Anions to which the present technique can be applied include essentially all Types from the species weakly to strongly retained on the chromatographic bed. For example the following anions can be separated: fluoride, chloride, nitrite, nitrate, chlorate, perchlorate, bromide, Bromate, iodide, iodate, sulfate, thiosulfate, persulfate, pyrosulfate, Phosphate, pyrophosphate, azide. Cyanide, ferricyanide and thiocyanate.
Vor dem Zeitpunkt der Erfindung wurde nicht angenommen, daß anorganische Anionen oder Kationen unter Anwendung einer der beiden vorstehend beschriebenen theoretischen Mechanismen getrennt werden können.Prior to the time of the invention, it was not believed that inorganic anions or cations were among Applying one of the two theoretical mechanisms described above can be separated can.
Eine Vielzahl von stationären Trennphasen für die Umkehrphasen-Chromatographie, wie von dem im Artikel von Cooke und Olsen erwähnten Typ, kann angewendet werden. Eine effektive Art eines chromatographischen Bettes, welches für die stationäre Phase eingesetzt werden kann, umfaßt an ein Substrat gebundene Kohlenwasserstoffketten. Diese Ketten besitzen typischerweise 8 bis 18 Kohlenstoffatome in ihrer Länge. Solche chemisch gebundene Alkylphasen werden üblicherweise durch Umsetzung eines Oberflächen-Siliziumdioxid-Silanols mit Organochlorsilanen hergestellt Die Art der Kette kann variiert werden in Abhängigkeit von den interessierenden Ionen. Zweckmäßigerweise liefert das Bett einheitliche Oberflächen mit organischen Ketten, so daß das Gegenion in einer einheitlichen wiederholbaren Art auf der Oberfläche absorbiert wird.A variety of stationary separation phases for reversed phase chromatography, such as the one in the article type mentioned by Cooke and Olsen can be used. An effective type of a chromatographic Beds that can be used for the stationary phase include those bound to a substrate Hydrocarbon chains. These chains are typically 8 to 18 carbon atoms in length. Such chemically bonded alkyl phases are usually produced by reacting a surface silicon dioxide silanol made with organochlorosilanes The type of chain can be varied depending on of the ions of interest. Appropriately, the bed provides uniform surfaces with organic Chains so that the counterion absorbs in a uniform repeatable manner on the surface will.
Eine typische Füllung aus phasengebundenem porösen Silikagel besteht aus Siliziumdioxid, welches mit einem organischen Material umgesetzt wurde, um darauf eine 18 Kohlenstoff umfassende Kette eines aliphatischen Restes zu tragen. Eine derartige Packung wird von der Firma Waters Associates, Ine, unter der Handelsbezeichnung Bondapak Cis vertrieben. Andere geeignete Harze werden von den Firmen Altex Corporation und Merck & Co, Ine, geliefert.A typical filling of phase-bound porous silica gel consists of silicon dioxide, which is mixed with a organic material has been converted to an 18 carbon chain of an aliphatic To wear the rest. Such a pack is available from Waters Associates, Ine, under the trade name Distributed Bondapak Cis. Other suitable Resins are supplied by Altex Corporation and Merck & Co, Ine.
Eine besonders effektive stationäre Phase ist ein nicht-ionisches, poröses, hydrophobes, organisches Harz mit im wesentlichen keinen Ionenaustauschstellen.A particularly effective stationary phase is a non-ionic, porous, hydrophobic, organic Resin with essentially no ion exchange sites.
Ein solches Harz ist ein Copolymer aus Styrol und Divinylbenzol, welches unter dem Warenzeichen Amberlite XAD-2 erhältlich ist und einen Oberflächenbereich von etwa 300 m2/g aufweist. Derartige Harze sind bei pH-Extremwerten, d.h. 1 bis 14, stabil im Vergleich zu den phasengebundenen Füllungen, welche zuvor beschrieben wurden und bei pH-Extremwerten weniger stabil jind.One such resin is a copolymer of styrene and divinylbenzene available under the trademark Amberlite XAD-2 and having a surface area of about 300 m 2 / g. Such resins are stable at extreme pH values, ie 1 to 14, compared to the phase-bonded fillings which have been described above and are less stable at extreme pH values.
Herkömmliche nicht-ionische, hydrophobe, poröse, organische Harze können erfindungsgemäß zur Trennung eingesetzt werden, wenn sie einen hinreichend großen Oberflächenbereich aufweisen und hinreichende hydrophobe Eigenschaften besitzen. Ein geeigneter minimaler Oberflächenbereich liegt bei Werten von etwa 10 bis 100 mVg bis zu einem maximalen Wert von 1000 mVg oder mehr, mit einem bevorzugten Bereich von etwa einem minimalen Wert von 200 bis 300 m2/g bis zu 600 m2/g. Typische Porengrößen liegen im Bereich von 30 A bis 100 A und 200 A oder höher. Derartige poröse Harze werden im allgemeinen unter Verwendung von Porogenen oder sogenannten Ausfällungsmitteln hergestellt. Geeignete Harze und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der US-PS 35 31 463 und in der US-PS 35 49 563 beschrieben. Das Verfahren zur Bestimmung des Oberflächenbereiches ist die Quecksilber-Porosimetrie, welche in dem Artikel »Advanced Experimental Techniques in Powder Metallurgy«, Band 5, Plenum Press (1970), beschrieben wird.Conventional nonionic, hydrophobic, porous, organic resins can be used according to the invention for separation if they have a sufficiently large surface area and have sufficient hydrophobic properties. A suitable minimum surface area is values from about 10 to 100 mVg up to a maximum value of 1000 mVg or more, with a preferred range from about a minimum value from 200 to 300 m 2 / g up to 600 m 2 / g. Typical pore sizes are in the range from 30 Å to 100 Å and 200 Å or higher. Such porous resins are generally produced using porogens or so-called precipitants. Suitable resins and processes for their preparation are described in US Pat. No. 3,531,463 and US Pat. No. 3,549,563. The method for determining the surface area is mercury porosimetry, which is described in the article "Advanced Experimental Techniques in Powder Metallurgy", Volume 5, Plenum Press (1970).
Ein wichtiges Merkmal des chromatographischen Bettes besteht darin, daß als Ergebnis seines großen Obe" 'lächenbereiches es eine entsprechend hohe Kapazität zur Bildung reversibler Ionenaustauschstellen mit den Gegenionen aufweist. Diese hohe Kapazität hat den Vorteil, daß die Menge des benötigten Füllmaterials minimiert wird. Es ist bekannt, daß die Adsorptionskapazität einer chromatographischen Füllung zum Oberflächenbereich der Füllung proportional ist.An important feature of the chromatographic bed is that as a result of its large size Above the surface area there is a correspondingly high capacity to form reversible ion exchange sites with the counterions. This high capacity has the The advantage is that the amount of filler material required is minimized. It is known that the adsorption capacity of a chromatographic fill is proportional to the surface area of the fill.
Ein weiteres Merkmal der Füiiung besteht darin, daß sie hinreichend hydrophob ist, so daß das organische Gegenion an der Oberfläche des Harzes adsorbiert wird und dadurch chromatographisch festgehalten wird. Eine geeignete hydrophobe Stärke ist mit einem Copolymer aus Styrol und Divinylbenzol vergleichbar. In einer unterschiedlichen Art ausgedrückt, sind die bevorzugten Füllungen vernetzte Harze mit Löslichkeits-ParameternAnother feature of the Füiiung is that it is sufficiently hydrophobic that the organic Counterion is adsorbed on the surface of the resin and is thereby recorded by chromatography. One suitable hydrophobic starch is comparable to a copolymer of styrene and divinylbenzene. In a different In nature, the preferred fillings are crosslinked resins with solubility parameters
(ausgedrückt in den Einheiten(expressed in the units
1 / Kalorien λ
V cmj J 1 / calories λ
V cm j J
von mindestens 7,5 bis zu 15,0 und typischerweise von etwa 9.from at least 7.5 up to 15.0 and typically from about 9.
Bezüglich der anionischen Analyse sind geeignete Ioneriaustauschstellen bildende Verbindungen: Tetrabutylammoniumhydroxid, Mono-, Di-, Tri- und Tetra-alkylammoniumhydroxid. Die Gegenionen für die Analyse anorganischer Anionen müssen die den Anionen entgegengesetzte Ladung tragen und von einer Art sein, welche fähig ist, reversible Adsorpiionsbindungen mit dem chromatographischen Bett zu bilden. Das bedeutet, daß derartige Gegenionen organische Ketten umfassen müssen, insbesondere Alkylketten, von hinreichender Länge für eine einfache Adsorption an der Säule, wie es zu schwer ist, sie in einer angemessenen Zeit zu entfernen. Ein anderer Parameter der Ionenaustauschstellen bildenden erfindungsgemäßen Verbindung liegt darin, daß sie die Eigenschaft besitzen muß, im wesentlichen von dem Durchfluß durch die Sperrsäule 14 in ionischer Form ausgeschlossen zu sein. V/ie weiter unten erläutert wird, umfaßt bei einem zu untersuchenden Anion die Sperrsäule ein Kationenaustauscherharz und das Gegenion, das so beschaffen ist, daß es durch die Säule 14 entfernt oder abgestreift werden kann. Das Co-lon des Gegenions passiert die Säule, jedoch in im wesentlichen nicht ionisierter Form. Derartige Co-Ionen umfassen das Carbonat-, Borat- und Hydroxidion, welche alle schwach ionisierte Säuren oder Wasser in der Sperrsäule bilden. In den Fällen jedoch, in welchen SiliziumdioxidWith regard to anionic analysis, suitable ion exchange sites are Forming compounds: tetrabutylammonium hydroxide, mono-, di-, tri- and tetra-alkylammonium hydroxide. The counterions for the analysis of inorganic anions must be the opposite of the anions Carry charge and be of a type which is capable of reversible adsorptive bonds with the to form chromatographic bed. This means that such counterions comprise organic chains must, especially alkyl chains, of sufficient length for easy adsorption on the column, like it is too difficult to remove in a reasonable time. Another parameter of the ion exchange sites forming compound of the invention is that it must have the property essentially to be excluded from the flow through the barrier column 14 in ionic form. As explained below is, in the case of an anion to be investigated, the barrier column comprises a cation exchange resin and the counterion, which is such that it can be removed or stripped through the column 14. The colon's Counterion passes through the column, but in an essentially non-ionized form. Such Co ions include the carbonate, borate and hydroxide ions, all of which are weakly ionized acids or water in the barrier column form. However, in those cases where silicon dioxide
ίο das chromatographische Bett bildet, besitzt das Hydroxidion eine begrenzte Verwendbarkeit aufgrund der Auflösung von Siliziumdioxid bei höheren pH-Niveaus. Das Ausmaß der Absorption des Gegenions bestimmt die Säulen-Kapazität, welche auf die gewünschte Retentionszeit für eine spezielle Probe zugeschnitten werden kann, durch Kontrolle der Menge der organischen polaren Flüssigkeit. Beispielsweise wurde experimentell gefunden, daß der Absorptionsgrad von Tetrabutylammoniumhydroxid (TBAH) beträchtlich steigt, wenn der Uehait an organischer poiarer Flüssigkeit (beispielsweise Acetonitril) abnimmt. Die Größe der TBAH-Adsorption ist relativ gering (beispielsweise 0,023 meq./ml für 100% Wasser als Eluationsmittel). Verglichen mit der Austauscherkapazität eines lonenaustauscherharzes (beispielsweise 0,5 bis 1,5 meq./ml). Somit ist die Kapazität einer Umkehrphasen-Säule in dieser Art begrenzt. Typischerweise ist die Kapazität eines Systems, welches 0,004 Molar TBAH enthält, auf etwa 2 bis 4 Mikrogramm jeder ionischen Komponente pro Einspritzung begrenzt.ίο forms the chromatographic bed, the hydroxide ion has limited utility due to the Dissolution of silicon dioxide at higher pH levels. The extent of absorption of the counterion is determined the column capacity, which is tailored to the desired retention time for a specific sample can be, by controlling the amount of organic polar liquid. For example, was experimental found that the degree of absorption of tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) increases considerably, when the amount of organic liquid (for example acetonitrile) decreases. The size of the TBAH adsorption is relatively low (e.g. 0.023 meq./ml for 100% water as eluant). Compared with the exchange capacity of an ion exchange resin (e.g. 0.5 to 1.5 meq./ml). Thus the capacity of a reversed phase column is in limited of this type. Typically the capacity of a system containing 0.004 molar TBAH is up limited to about 2 to 4 micrograms of each ionic component per injection.
Für die Analyse von Kationen muß die Ionenaustauscherstellen bildende Verbindung von einem Typ sein, welcher aus einem Gegenion und einem Co-Ion gebildet wird, welche derartige Eigenschaften aufweisen, daß sie im wesentlichen vom Durchlauf durch die Anionenaustauscherharz-Sperrsäule in Hydroxidform ausgeschlossen sind. Geeignete Gegenionen zu diesem Zweck umfassen: Laurylschwcfelsäure, Ci —C»-Alky!schwefelsäure oder Alkylsulfonsäure. Die Gegenionen werden in der Säule zurückgehalten, während das Co-Ion, Wasserstoff, in Form von Wassermolekülen aus der Sperrkolonne 14 entfernt wird.For the analysis of cations, the compound forming ion exchange sites must be of a type which is formed from a counter ion and a Co ion, which have properties such that they essentially excluded from passage through the anion exchange resin barrier column in hydroxide form are. Suitable counter-ions for this purpose include: lauryl sulfuric acid, Ci —C »-Alky! Sulfuric acid or alkyl sulfonic acid. The counter-ions are retained in the column, while the co-ion, hydrogen, is removed from the barrier column 14 in the form of water molecules.
Die mobile Phase umfaßt die Probe und das Gegenion in einer polaren wässerigen Flüssigkeit. Die polare Natur der Flüssigkeit unterstützt die Ionisierung und Auflösung der ionischen Komponenten des Systems in der mobilen Phase.The mobile phase comprises the sample and the counterion in a polar aqueous liquid. The polar The nature of the liquid aids the ionization and dissolution of the ionic components in the system the mobile phase.
Eine andere bevorzugte Komponente der mobilen Phase ist eine im wesentlichen nicht-ionische, organisehe, polare Verbindung in einer Menge, die dazu dient, selektiv die Verzögerungszeit der Ionen in dem Bett in kontrollierter Art zu verringern. Diese organische, polare Verbindung ist im wesentlichen nicht-ionisch, so daß sie nicht die Ionenleitfähigkeits-Messung stört. Zum einen dient die organische Verbindung als eine mobile anziehende Kraft für die Gegenionen und somit für die interessierenden Ionen, um ein Gleichgewicht einzurichten, welches diese Ionen aus der chromatographischen Säule entfernt und sie selektiv in die mobile Phase zur Trennung überführt Zum anderen tritt die organische, polare Flüssigkeit mit dem organischen Gegenion in Konkurrenz um die zugänglichen Adsorptionsbindungs-Stellen auf der stationären Phase, um eine Verringerung ihrer Kapazität zu verursachen. In isdem FaI-Ie verringert eine höhere Konzentration einer derartigen organischen, polaren Verbindung die Verzögerungszeit Geeignete organische, polare Verbindungen umfassen niedere Alkohole, wie Methanol und Ethanol,Another preferred component of the mobile phase is a substantially non-ionic, organic, polar compound in an amount that serves to selectively reduce the delay time of the ions in the bed in in a controlled manner. This organic, polar compound is essentially non-ionic, so that it does not interfere with the ionic conductivity measurement. For one, the organic compound serves as a mobile one attractive force for the counter ions and thus for the ions of interest in order to establish an equilibrium, which removes these ions from the chromatographic column and selectively transfers them to the mobile phase transferred for separation On the other hand, the organic, polar liquid occurs with the organic counterion in competition for the accessible adsorption binding sites on the stationary phase to cause a decrease in its capacity. In this case A higher concentration of such an organic, polar compound reduces the delay time Suitable organic, polar compounds include lower alcohols such as methanol and ethanol,
Acetonitril, oder irgendein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel.Acetonitrile, or any water-miscible organic solvent.
Die Konzentration und die Art der organischen, polaren Verbindung können in einem bemerkenswerten Ausmaße variiert werden, um die gewünschte Verzögerungszeit zu modifizieren, in Abhängigkeit von den zu analysierenden Isnen. Geeignete Konzentrationen einer derartigen organischen polaren Flüssigkeit können von 0 bis 100% variiert werden, wobei die höheren Konzentrationen bei stärker festgehaltenen Gegenionen verwendet werden. An der oberen Grenze können Löslichkeits-Probleme für die interessierenden Ionen bestehen, und so ist es bevorzugt, Wasser in der mobilen Phase zu verwenden.The concentration and nature of the organic, polar compound can be remarkable in one Extents can be varied to modify the desired delay time, depending on the one to be used analyzing isnen. Appropriate concentrations of a such organic polar liquid can be varied from 0 to 100%, with the higher concentrations can be used with more firmly retained counterions. Solubility problems can occur at the upper limit for the ions of interest exist, and so it is preferred to keep water in the mobile Phase to use.
Eine weitere Komponente der mobilen Flüssigkeitsphase ist ein Entwicklungsmittel, welches ein anorganisches Entwicklungsion mit der gleichen Ladung, wie die Ionen, umfaßt. Dieses Ion ist in einer Menge zugegen, um selektiv die Verweilzeit der Ionen in dem chromatogfaphisehen Gen zu verringern. Das Entv/ick'.up.gsion und sein Co-Ion (im weiteren als »Co-Ion des Entwicklungsions« bezeichnet) müssen von einem Typ sein, der im wesentlichen vom Durchgang durch die Sperrsäule 14 ausgeschlossen ist. Geeignete Entwicklungsionen umfassen Borat- und Carbonat-Ionen. Diese beiden Ionen werden durch eine Sperrkolonne in Wasserstoffionenform zu ihren entsprechenden Säuren umgesetzt, welche lediglich schwach ionisiert sind und deswegen keine die Leitfähigkeitszelle wesentlich störende Überlagerung schaffen. In ähnlicher Weise wird das Co-Ion des Entwicklungsions entweder durch die Säule abgezogen oder liegt in seiner Wasserstoffionenform vor, welches die gewünschte Form der Ionen für die Bestimmung in der Leitfähigkeitszelle ist.Another component of the mobile liquid phase is a developing agent, which is an inorganic one Development ion having the same charge as the ions. This ion is present in abundance to selectively see the residence time of the ions in the chromatograph Decrease gene. The Entv / ick'.up.gsion and its co-ion (hereinafter referred to as "co-ion of the development ion") must be of a type that is essentially excluded from passage through the locking pillar 14. Suitable development ions include borate and carbonate ions. These two ions are converted into hydrogen ion form by a barrier column converted to their corresponding acids, which are only weakly ionized and therefore do not create an overlay that would significantly interfere with the conductivity cell. Similarly, the co-ion becomes of the development ion is either withdrawn through the column or is in its hydrogen ion form, which is the desired shape of the ions for the determination in the conductivity cell.
Die gleichen Grundsätze werden für die analytische Bestimmung von Kationen angewandt. In diesem Falle umfassen geeignete Entwicklungsmitte! eine Vielzahl von Mineralsäuren, deren Anionen durch die Sperrsäule 14 abgezogen werden, um Wasser zu bilden.The same principles are used for the analytical determination of cations. In this case include suitable development center! a variety of mineral acids, their anions through the barrier column 14 can be withdrawn to form water.
Das Entwicklungsmittel übt eine ähnliche Funktion aus, wie Entwicklungsmitte! im herkömmlichen Ionenaustausch-Trennungen, in welchen die Ionenaustauschstellen permanent an dan Harzsubstrat anhaften. Das bedeutet, daß die Entwicklungsmittel eine zum Gleichgewichtszustand hin wirkende Kraft ausüben und dadurch die interessierenden Ionen aus der stationären Phase verschieben, wodurch die Verzögerungszeit verringert wird.The development agent has a similar function as development center! in conventional ion exchange separations, in which the ion exchange sites permanently adhere to the resin substrate. That means that the developing agents exert an equilibrium force and thereby shift the ions of interest out of the stationary phase, thereby reducing the delay time will.
Das pH-Niveau der Eluationslösung ist ein anderer Parameter, welcher auf die chromatographische Trennung Einfluß nehmen und auf die interessierenden Ionen zugeschnitten werden kann. Das vorliegende poröse Harz ist bei extremen pH-Niveaus stabil.The pH level of the elution solution is another parameter which affects the chromatographic separation Influence and can be tailored to the ions of interest. The present porous Resin is stable at extreme pH levels.
Wie bei der polaren organischen Flüssigkeit, können Art und Konzentration des Entwicklungsmittels variiert werden in Abhängigkeit von der gewünschten Verzögerungszeit Jedoch kann bei hohen Konzentrationen die Sperrsäule schnell erschöpft sein. Wenn auch das Entwicklungsmittel im allgemeinen zur Modifizierung von Selektivität und Kapazität des Trennbettes geeigneter als die polare organische Flüssigkeit ist, so müssen seine Art und Konzentration sorgfältig überdacht werden, um eine übermäßige Erschöpfung des Sperrharzes zu vermeiden. As with the polar organic liquid, the type and concentration of the developing agent can be varied are dependent on the desired delay time. However, at high concentrations the Barrier column can be exhausted quickly. Even though the developing agent is generally used to modify The selectivity and capacity of the separating bed is more suitable than the polar organic liquid, so must its The type and concentration must be carefully considered to avoid excessive depletion of the barrier resin.
Den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß einer der bedeutsamen Vorteile des Systems seine Fähigkeit ist, das Entwicklungsmittel, die pdare organische Flüssigkeit und das Gegenion zu variieren, um die Systemtrennung der spezifischen, zu analysierenden ionischen Spezies anzupassen.From the foregoing it can be seen that one of the significant advantages of the system is its Ability is to vary the developing agent, the other organic liquid and the counter ion to achieve the Adapt system separation to the specific ionic species to be analyzed.
Die Sperrsäulo 14 ist in ihrer Funktion der Abstreifsäule 11 in Fig. i der US-PS 39 20 297 analog. Die Regeln des Betriebs dieser Säule, deren detaillierte Beschreibung und Verhältnisse und funktionale Merkmale bezüglich der Trennsäule sind dort beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird. In dem vorliegenden System besitzt die Säule 14 eine relativ hohe spezifische Ionenaustausch-Kapazität. Dies ist so, weil die hauptsächliche Funktion dieser Sperrsäule die Verhinderung des Durchganges des Entwicklungsmittels und der lonenaustauschstellen bildenden Verbindung in stark ionisierter Form ist, während sie den Durchgang der Ionen, die in der Trennsäule 13 abgetrennt worden ist, ohne wesentliche Unterbrechung zuläßt. Geeignete Ionenaustauscherharze für die Analyse von Anionen sind Polystyrol oder modifiziertes, mit Divinyibenzol, welches Kerngruppen trägt, vernetztes Polystyrol, wobei das Divinylhenzol reaktive Austauscherstellen schafft. Die starken Kationenaustauscherharze umfassen typischerweise aromatische Kerne enthaltende Sulfonsäure oder Sulfonatreste entlang der Polymerketten, während die schwachen Ionenaustauscherharze Carboxylatreste tra-The blocking column 14 is the stripping column in its function 11 in Fig. I of US-PS 39 20 297 analog. The rules of operation of this column, their detailed description and relationships and functional features with respect to the separation column are described there, whereupon this is hereby incorporated by reference. In the present system, the column 14 has a relatively high specificity Ion exchange capacity. This is because the main function of this barrier pillar is prevention the passage of the developing agent and the ion exchange sites forming compound is in strongly ionized form while allowing the passage of ions, which has been separated in the separation column 13, allows without significant interruption. Suitable ion exchange resins for the analysis of anions are polystyrene or modified, with divinyibenzene, which Carries core groups, crosslinked polystyrene, with the divinylhenzene creates reactive exchange points. The strong cation exchange resins typically include sulfonic acid or sulfonate residues containing aromatic nuclei along the polymer chains, while the weak ion exchange resins, carboxylate residues
gen.gene.
Die starken Basen-Anionenaustauscherharze tragen Kern-Chlormethylreste, die quaterniert worden sind. Die schwachen Basenaustauscherharze tragen am aromatischen Kern primäre, sekundäre oder tertiäre Aminreste. The strong base anion exchange resins carry core chloromethyl radicals which have been quaternized. The weak base exchange resins have primary, secondary or tertiary amine residues on the aromatic core.
Die Natur des Harzes in der Sperrsäule 14 wird durch die Ionenaustauschsteilen bildende Verbindung und das zu unterdrückende Entwicklungsmittel ermittelt. Zur Anionen-Analyse ist ein geeignetes Harz ein hochvernetztes Polystyrol mit Sulfonsäure-Resten in der Wasserstoffionenform. Die hohe Vernetzung gewährleistet, daß die Ionenaustausch-Effekte gegenüber der chromatographischen Durchdringung in das Harz überwiegen. Das Gegenion und das Co-Ion des Entwickiungsions werden durch Ionenaustausch in der Sperrsäule modifiziert und bilden Produkte, welche aus der Säule in im wesentlichen nicht-ionisierter molekularer Form eluiert werden und welche somit die Bestimmung in der Leitfähigkeitszelle nicht überlagern.The nature of the resin in the barrier pillar 14 is determined by the compound forming the ion exchange parts and the developing agents to be suppressed are determined. A suitable resin for anion analysis is a highly crosslinked one Polystyrene with sulfonic acid residues in the hydrogen ion form. The high level of networking ensures that the ion exchange effects outweigh the chromatographic penetration into the resin. The counterion and the co-ion of the development ion are modified by ion exchange in the barrier column and form products which elute from the column in substantially non-ionized molecular form and which therefore do not override the determination in the conductivity cell.
Der Ausfluß aus der Sperrkolonne 14 wird durch die Leitfähigkeitszelle 15 geleitet und nachfolgend zu den Abfallprodukten. Das elektrische Signal von der Leitfähigkeitszelle wird zum Leitfähigkeitsmeßgerät 16 gegeben, und die Ausgabe wird zu der Registrier-Einrichtung 17 geleitet.The outflow from the barrier column 14 is passed through the conductivity cell 15 and subsequently to the Waste products. The electrical signal from the conductivity cell is sent to the conductivity meter 16, and the output is passed to the register 17.
Der Trenn-Mechanismus wird in Abhängigkeit von der Natur der zu analysierenden Ionen geändert Wenn die Probe der Ionen in ihrer Natur mehr hydrophob (organisch) wird, so wird angenommen, daß der überwiegende Mechanismus eine Konkurrenz-Adsorption zwischen derartigen Ionen und dem Gegenion in dem Eluationsmittel an der Oberfläche der stationären Phase in Säule 13 darstellt. So treten beispielsweise Alkylketten mit steigender Länge in den Ionen in diese Konkurrenz ein. Das führt zu einer unakzeptabel langen Verzögerung und zu einer schlechten Auflösung. Diesem Problem kann vorgebeugt werden durch Wechsel des Gegenions zu einem stärker hydrophilen anorganischen Ion. Im allgemeinen ist es, wenn die Probe der Ionen stärker hydrophob wird, bevorzugt, Gegenionen einzusetzen, welche weniger hydrophob sind, um die chromatographische Trennung der Ionen zu optimieren. Beispielsweise kann das Ammoniumion als Gegenion fürThe separation mechanism is changed depending on the nature of the ions to be analyzed If the sample of ions becomes more hydrophobic (organic) in nature, it is assumed that the predominant Mechanism of competition adsorption between such ions and the counterion in the Represents eluant on the surface of the stationary phase in column 13. For example, there are alkyl chains enter this competition with increasing length in the ions. This leads to an unacceptably long delay and to a bad resolution. This problem can be prevented by changing the counterion to a more hydrophilic inorganic ion. Generally it is when the sample of ions is more hydrophobic, it is preferred to use counterions which are less hydrophobic in order to prevent the chromatographic To optimize separation of ions. For example, the ammonium ion can be used as a counterion for
die Analyse anionischer Weichmacher eingesetzt werden, während das Perchloration Sls Gegenion für Trennungen kationischer oberflächenaktiver Stoffe verwendet werden kann. Die Sperrsäule ist von grundlegender Bedeutung, um die Hintergrund-Leitfähigkeit des Gegenions zu verringern.the analysis of anionic plasticizers are used, while the perchlorination Sls counterion for separations cationic surfactants can be used. The barrier pillar is more fundamental Significance to reduce the background conductivity of the counterion.
Bei der Analyse derart stark hydrophober Ionen überwiegt wahrscheinlich der lonenpaar-Mechanismus. In diesem Falle bilden das Gegenion und die Ionen keine reversiblen lonenaustauschstellen, sondern reversible lonenpaare, die wiederum reversible Adsorptionsbindungen mit dem chromatographischen Bett zur unterschiedlichen Verzögerung der Ionen auf dem Bett bilden. Es wird angenommen, daß dies ein wesentlicher Faktor ist, bei der chromatographischen Trennung.When analyzing such strongly hydrophobic ions, the ion-pair mechanism probably predominates. In this case, the counterion and the ions do not form reversible ion exchange sites, but rather reversible ones ion pairs, which in turn form reversible adsorption bonds with the chromatographic bed for different purposes Delay the ions form on the bed. It is believed that this is an essential Factor is in the chromatographic separation.
Es wird betont, daß die Auswahl der Gegenionen in bedeutsamer Weise den Grad der Adsorption der Ionenpaare auf der stationären Phase beeinflußt. Je stärker organisch ein Gegenion ist, d. h. je länger die Kohgewandelt werden kann.It is emphasized that the choice of counter-ions significantly affects the degree of adsorption of the ion pairs influenced on the stationary phase. The more organic a counterion is, i. H. the longer the coal changed can be.
Das Eluationsmittel kann für den gesamten Ablauf festgelegt werden. In der Alternative dazu ist das System besonders angepaßt an die Verwendung von sich kontinuierlich ändernden Konzentrationen der Reagenzien, aiso an eine üblicherweise als Gradienten-System bezeichnete Anordnung. In der Alternative xönnen stufenweise Änderungen in der Konzentration auch verwendet werden,The eluant can be specified for the entire process. The alternative is the system especially adapted to the use of continuously changing concentrations of the reagents, aiso to an arrangement commonly referred to as a gradient system. In the alternative x can be gradual Changes in concentration are also used
ίο Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Stabilität des beschriebenen organischen Harzes. Es eignet sich zur langzeitigen Benutzung ohne Zerstörung bei der Analyse von Anionen. Auch die Co-Ionen für die Anionen-Analyse können starke Anionen sein, wie Hydroxid, die leicht in einer Sperrsäule unterdrückt werden können, was für die Leitfähigkeits-Ermittlung von Bedeutung ist. Das steht im Gegensatz zu den typischen Co-Ionen, welche in Füllungen mit gebundener Phase vorkommen und welche nicht unterdrückbar sind.Another feature of the invention is stability of the organic resin described. It is suitable for long-term use without being destroyed the analysis of anions. The Co ions for the anion analysis can also be strong anions, such as hydroxide, which can easily be suppressed in a blocking column, which is useful for determining the conductivity of Meaning is. This is in contrast to the typical Co ions, which are found in fillings with a bonded phase occur and which cannot be suppressed.
2525th
ienstofikcttc in dem Molekül ist, desto fester wird das Gegenion festgehalten und somit das Ionenpaar. Somit ist es für anorganische Ionen vorteilhaft, stark organische Gegenionen-Verbindungen zu verwenden, z. B. Verbindungen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Kette. Umgekehrt ist es, wie nachfolgend beschrieben wird, für stark organische Ionen, wie oberflächenaktive Stoffe, bevorzugt, als Gegenion anorganische Verbindungen zu verwenden, um übermäßige Verzögerungszeiten zu verhindern. ienstofikcttc is in the molecule, the more solid it becomes Counterion held and thus the ion pair. Thus, it is beneficial for inorganic ions to be highly organic To use counterion compounds, e.g. B. Compounds with 1 to 20 carbon atoms in the Chain. The reverse is true, as will be described below, for strongly organic ions such as surface-active ions Substances, preferably to use inorganic compounds as counter-ions, in order to prevent excessive delay times.
Die Verfahrensschritte, welche nach der Trennung gemäß der Ionenpaar-Theorie durchzuführen sind, sind die gleichen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Theorie des reversiblen Ionenaustausches beschrieben wurden. Das bedeutet, daß nach der chromatographischen Trennung das Eluationsmittel durch die Sperrsäule 14 geführt wird und sodann durch die Leitfähigkeitszelle 15 zur Messung mittels eines Leitfähigkeits-Meßgerätes 16 und zum sichtbaren Ausdruck auf der Registrier-Einrichtung 17.The process steps to be carried out after the separation according to the ion pair theory are the same as those described above with reference to the theory of reversible ion exchange became. This means that after the chromatographic separation, the eluent passes through the barrier column 14 and then through the conductivity cell 15 for measurement by means of a conductivity meter 16 and for a visible printout on the registration device 17.
Es ist ein besonderer Fortschritt der Erfindung, eine Technik zur Analyse von anionischen oberflächenaktiven Stoffen zur Verfügung zu stellen. Während die Techniken der Infrarot-Spektroskopie und der kernmagnetischen Resonanz einige Informationen bezüglich anionischer oberflächenaktiver Stoffe liefern, sind sie doch von begrenztem Wert bei der Bestimmung der Größe und der Molekulargewichtsverteilung. Auch ist die lonenchromatographie nicht in der Lage, organische oberflächenaktive Stoffe zu analysieren.It is a particular advance of the invention, a technique for analyzing anionic surfactants To make materials available. While the techniques of infrared spectroscopy and nuclear magnetic Providing some information regarding anionic surfactants, they are resonance but of limited value in determining size and molecular weight distribution. Also is ion chromatography is unable to analyze organic surface-active substances.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Feststellung, daß die Ionenpaar-Chromatographie (oder die reversible Ionenaustausch-Chromatographie) effektiv für anorganische Anionen oder Kationen eingesetzt werden kann.Another advantage of the invention is the discovery that ion pair chromatography (or reversible Ion exchange chromatography) can be used effectively for inorganic anions or cations can.
Ein den gesamten Bereich betreffender bedeutsamer Vorteil des beschriebenen Systems (sowohl bei der Methode des reversiblen lonenaustausches als auch bei der Methode der gepaarten Ionen) ist die Fähigkeit, die Kapazität (Anzahl der an der Oberfläche der Säule adsorbierten Gegenionen) und die Selektivität (relative Verzögerung der Ionen, die durch derartige Gegenionen an der Säule zurückgehalten werden) zu modifizieren durch Variation der Konzentration und des Typs des Gegenions, des Entwicklungsreagens und der polaren organischen Flüssigkeit, um eine Anpassung des zu analysierenden Probentyps zu erreichen. Das System ist derart flexibel, daß die gleiche stationäre Phase zur Trennung zur Analyse von Kationen oder Anionen umA significant advantage of the system described, which affects the whole area (both in the method of the reversible ion exchange as well as with the method of paired ions) is the ability, the capacity (Number of counterions adsorbed on the surface of the column) and the selectivity (relative delay of ions retained on the column by such counterions) by varying the concentration and type of counterion, developing reagent and polar organic liquid in order to adapt the sample type to be analyzed. The system is so flexible that the same stationary phase for separation for analysis of cations or anions around
Dieses Beispiel beschreibt die Trennung von mehreren anorganischen Anionen unter Verwendung einer Füllung aus einem porösen chromatographischen organischen Harz. Eine 4 mm χ 250 mm große Säule aus korrosionsbeständigem Stahl, die mit einem porösen Harz beschickt wurde, welches dem Harz XAD-2 Amberlite ähnelt, jedoch einen Oberflächenbereich von 400 m2/g aufweist, wurde mit einem Eluationsmittel äquilibriert, welches aus 0,002 M Tetrabutylammoniumhydroxid und 0,002 M Natriumcarbonat gelöst in 15/85 (v/v) Acetonitril/Wasser bestand. Die Fließgeschwin-This example describes the separation of several inorganic anions using a packing made of a porous chromatographic organic resin. A 4 mm by 250 mm column of stainless steel, which had been charged with a porous resin similar to the resin XAD-2 Amberlite, but with a surface area of 400 m 2 / g, was equilibrated with an eluent consisting of 0.002 M Tetrabutylammonium hydroxide and 0.002 M sodium carbonate dissolved in 15/85 (v / v) acetonitrile / water. The flow velocity
digkeit betrug 1,5 ml/min. Mach der Äquilibrierung wurde der Ausfluß aus dieser Säule auf eine 4 mm χ 250 mm große Säule mit einem Kationenaustauscherharz, welches unter dem Warenzeichen Dowex50WX-16 vertrieben wird, in der Wasserstofform geleitet und sodann in einen Leitfähigkeits-Detektor der Firma Dionex Corp. eingeführt. Es wurden 100 μΐ einer Lösung, die 3 ppm F-, 4 ppm Cl~, 10 ppm NO2"", 50 ppm PO4-3, 10 ppm Br-, 30 ppm NO3- und 50 ppm SO4- enthielt, eingespritzt. Fig.2 zeigt, daß al,1«: sieben Anionen in weniger als 12 Minuten getrennt wmuen.speed was 1.5 ml / min. After equilibration, the effluent from this column was passed onto a 4 mm χ 250 mm column with a cation exchange resin, which is sold under the trademark Dowex50WX-16, in the hydrogen form and then into a conductivity detector from Dionex Corp. introduced. There were 100 μΐ a solution containing 3 ppm F, 4 ppm Cl-, 10 ppm NO2 "" 50 ppm PO4 3, 10 ppm Br-, NO3- 30 ppm and 50 ppm SO4- contained injected. FIG. 2 shows that a1, 1 ": seven anions can be separated in less than 12 minutes.
Dieses Beispiel beschreibt die Trennung von anorganischem Sulfat und organischen anionischen oberflächenaktiven Stoffen. Eine 4 mm χ 250 mm große Säule aus korrosionsbeständigem Stahl wurde mit einem anderen Ansatz des Harzes nach Beispiel 1 beschickt Die Säule wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,5 ml/ min äquilibriert mit einem Eluationsmittel aus 0,01 M Ammoniumhydroxid in 38/62 (v/v) Acetonitril/Wasser. Nach der Äquilibrierung wurde der Ausfluß aus der Säule auf eine 4 mm χ 100 mm große Säule eines Kationenaustauscherharzes, in Form eines sulfonierten Harzes (Durchmesser ±1 μ) in der Wasserstofform, wie es von der Firma Dionex Corp. unter dem Warenzeichen DC 6 A vertrieben wird, und sodann zu einem Leitfähigkeits-Detektor geleitet. Eine Lösung, welcheThis example describes the separation of inorganic sulfate and organic anionic surfactants Fabrics. A 4mm by 250mm stainless steel column was attached to another Approach of the resin according to Example 1 charged The column was at a flow rate of 0.5 ml / min equilibrated with an eluent of 0.01 M ammonium hydroxide in 38/62 (v / v) acetonitrile / water. After equilibration, the effluent from the column was transferred to a 4 mm χ 100 mm column of a cation exchange resin, in the form of a sulfonated resin (diameter ± 1 μ) in the hydrogen form, such as it from Dionex Corp. under the trademark DC 6 A, and then to a conductivity detector directed. A solution which
35 ppm lineare Alkylbenzolsulfonate (LAS) mit einer Alkyl-Kettenlänge von 9 bis 14 Kohlenstoffatomen enthielt, wurde durch eine äquilibrierte Säule geleitet. Das Chromatogramm in F i g. 3 zeigt deutlich, daß die ProbeContained 35 ppm linear alkylbenzenesulfonates (LAS) with an alkyl chain length of 9 to 14 carbon atoms, was passed through an equilibrated column. The chromatogram in FIG. 3 clearly shows that the sample
13 1413 14
mindestens 10 Komponenten enthieltContained at least 10 components
Dieses Beispiel zeigt die Trennung von organischen s
Kationen. Ein gepumpter Strom von 5 mM Hexansulfonsäure wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von
3.0 ml/min auf eine 4 χ 250 mm große Säule aus porösem
Harz, wie es in Beispiel 1 beschrieben wurde, geleitet
10This example shows the separation of organic s
Cations. A pumped stream of 5 mM hexanesulfonic acid was pumped at a flow rate of
3.0 ml / min on a 4 × 250 mm column of porous resin, as described in Example 1, passed 10
Der Ausfluß aus dieser Säule wurde auf eine Anionenaustauschersäule
geleitet, welche aus einer
3 χ 250 mm großen Dowex-1-XlO-Säule in Hydroxidionen-form
bestand und wurde nachfolgend in eine LJ.'tä.-higkeitszelle
geführt Fig.4 zeigt die Ergebnisse, di>
is
erhalten wurden, wenn 20 μΐ einer Lösung, die 25 mg/IThe effluent from this column was passed to an anion exchange column, which consists of a
3 χ 250 mm Dowex-1-XlO column in hydroxide ion form and was subsequently led into a LJ.'tä.- ability cell. Fig. 4 shows the results, di> is
were obtained when 20 μΐ of a solution containing 25 mg / l
von jeweils NH4 +, HOCH2CH2NH3* und (CHa)3NH- *each of NH 4 + , HOCH 2 CH 2 NH 3 * and (CHa) 3 NH- *
enthielt, in die Säule eingespritzt wurde. „ i. was injected into the column. " I.
Beispiel 4 20 |Example 4 20 |
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung einer einzelnen |This example shows the use of a single |
Säule zur Trennung von Anionen oder Kationen durch IiColumn for the separation of anions or cations by Ii
f einfachen Wechsel des Eluationsmittels. Eine I f simple change of the eluent. An egg
a 4 χ 250 mm große Säule, die mit dem porösen Harz nach 25 fa 4 χ 250 mm column, which is covered with the porous resin according to 25 f
Beispiel 1 gefüllt war, wurde wie in Beispir' 3 beschrie- |Example 1 was filled as described in Example 3 |
ben zur Trennung eines Gemisches von 15 mg/1 von fben to separate a mixture of 15 mg / 1 from f
jeveiis NH4". CH3NH3^, HOCH2CH2NH3 +, 1jeveiis NH 4 ". CH 3 NH 3 ^, HOCH 2 CH 2 NH 3 + , 1
(CH3)3NH2* und (CH3J3NH+ eingesetzt Die Ergebnis- |(CH 3 ) 3 NH 2 * and (CH 3 J 3 NH + inserted The result- |
se sind in F i g. 5 dargestellt 30 |These are shown in FIG. 5 shown 30 |
Diese Säule wurde sodann mit einem gepumpten |This column was then pumped with a |
Strom von Wasser gewaschen, bis der pH-Wert des |Stream of water washed until the pH of the |
Ausflusses neutral war. Sodann wurde die Säule mit |Discharge was neutral. Then the column was marked with |
einem gepumpten Strom von 1 g/l Tetrabutylammoni- Ia pumped stream of 1 g / l tetrabutylammoni- I
umhydroxid in Wasser mit einer Fließgeschwindigkeit 35 jUmhydroxid in water with a flow rate of 35 j
νοη 2 ml/min behandelt. Es wurde etwa 1 1 durch die ITreated νοη 2 ml / min. It was about 1 1 by the I.
Säule gepumpt. JPumped column. J
Sodann wurde ein gepumpter Strom mit einer Fließ- sThen a pumped stream with a flowing s
geschwindigkeit von 0,7 ml/min von 1 mM Tetrabuty- 2speed of 0.7 ml / min of 1 mM Tetrabuty-2
lammoniumhydroxid und 5% (v/v) Acetonitril auf die 40 "Jammonium hydroxide and 5% (v / v) acetonitrile on the 40 "J
Säule geleitet, welche zuvor mit Tetrabutylammonium- '{ Column, which was previously treated with tetrabutylammonium- '{
bromid, wie vorstehend beschrieben behandelt wurde. |bromide as described above. |
Der Ausfluß aus der Säule mit porösem Harz wurde auf IThe effluent from the column with porous resin was adjusted to I.
eine Abstreifsäule gegeben in Form einer 6 χ 250 mm Ia stripping column given in the form of a 6 250 mm I.
großen Dowex-50W-XI6-Säule in der Wasserstoff^- 45 |large Dowex 50W XI6 column in the hydrogen ^ - 45 |
nenform und wurde nachfolgend in die Leitfähigkeits- \ form and was subsequently included in the conductivity \
zelle geleitet Es wurden 20 Mikroliter eines Gemisches | aus 4 mg/1 F-, 5 mg/ϊ Cl-. 10 mg/", NO2-, 20 mg/1 Br-
und 30 mg/1 NO3- eingespritzt. Die Ergebnisse sind incell directed 20 microliters of a mixture | from 4 mg / 1 F-, 5 mg / ϊ Cl-. 10 mg / ", NO 2 -, 20 mg / 1 Br-
and 30 mg / 1 NO 3 - injected. The results are in
Fig.6 dargestellt Es ergab sich eine ausgezeichnete 50 t Fig. 6 shows an excellent 50 t
Auflösung der Anionen durch die vorstehend zur Tren- h Resolution of the anions h through the above for separation
nung von Kationen eingesetzten Säule. I tion of cations used column. I.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
5555
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Representative=s name: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS |
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